机械合金化Fe基预合金粉末对金刚石刀头性能的影响

探索了Fe-Cu-Ni-X（X=W、Mo、Ti、C、B4C）系粉末的机械合金化工艺,及其对热压烧结金刚石刀头强度和硬度的影响。发现干法球磨20小时可以得到15μm的预合金粉末,除W、B4C之外,其它元素均可固溶入Fe中;经930℃热压烧结后,Cu又从Fe中析出,同时形成WC等硬质相;B4C可能在球磨过程中产生了部分非晶化,经高温烧结后又恢复了结晶态,B4C并未与W、Mo、Ti等合金元素反应形成金属硼化物;将80vol%机械合金化预合金粉末与20vol%的45/50#镀Ti金刚石颗粒均匀混合后,进行930℃热压烧结,随着B4C含量增加,金刚石刀头的硬度逐渐增大,而抗弯强度在1%B4C时达到最高值949MPa,硬度为HRB120.7。     

对优质金刚石切边锯片的分析研究

提高锯片寿命和切割效率是金属结合剂金刚石锯片制造研究的关键问题。文章通过实验探讨了用不同金刚石、结合剂制备“三明治”式刀头的相关工艺,研究分析了刀头的性能,如硬度、抗弯强度等。实验结果表明:用Cu作黏结相,同时添加少量的Fe、Sn、Ni、Cr作黏结添加相进一步改善性能,经过780℃保温3min的烧结后,“三明治”刀头合金显微组织在6 5 Mn的金属基体上分布着5 0 / 6 0目的金刚石硬质相,这种柔韧性的基体与适当的分散硬质相结合起来,提高了锯片刀头的硬度、切割性能、强度、抗磨损能力及韧性,达到了预期的目的。     

纳米金刚石复合镀钢领的制备及工艺优化

为探讨纳米复合镀钢领的表面粗糙度、显微硬度、磨损率和对成纱毛羽及断头率的影响,制备了纳米金刚石复合镀钢领。运用复合镀技术对普通钢领表面进行处理,选择制备过程中纳米金刚石含量、施镀温度和pH值3个主要工艺参数,进行了正交试验。结果表明:较优的制备工艺为:纳米金刚石含量20 g/L、温度85℃、pH值5.0;制备的钢领表面粗糙度为0.18μm,显微硬度为635.8 HV,磨损量为1.4%,成纱毛羽指数为2.18,断头率为3根/(千锭·h)。     

纳米金刚石复合镀钢领的制备与工艺优化

为探讨纳米复合镀层钢领的表面粗糙度、显微硬度、磨损率和成纱毛羽及断头率的影响,制备了纳米金刚石复合镀钢领。运用纳米金刚石复合镀技术制备四层纳米复合镀钢领,选择制备过程中纳米金刚石含量、施镀温度和PH值等3项主要工艺参数,进行了3因素3水平正交试验。结果表明：较优的制备工艺为纳米金刚石含量20g/L、温度85℃、pH值5.0。认为,镀前预处理工艺对钢领电镀质量有着重要影响,通过正交试验可获得较优的制备工艺参数,制备出表面光洁度好、硬度高、磨损量小,成纱质量较优、使用寿命明显延长的的纳米复合镀钢领。     

刷镀Ni—SiC—WC—MoS2复合镀层性能的研究

对胶体镍基镀液添加高硬度、高温下耐磨性好的ＳｉＣ，ＷＣ微粒和抗粘着、自润滑、低摩擦系数的ＭｏＳ２微粒制备刷镀复合镀层的工艺参数进行了选择，并对镀层性能进行了测试分析．利用正交设计法进行方差分析找出最佳刷镀工艺为：施镀电压１２Ｖ，相对运动速度１０ｍ／ｍｉｎ．按此工艺制备的复合镀层与基体有极好的结合强度，外观均匀无缺陷，硬度Ｈｖ５０ｇ在５００ＭＰａ以上，与传统的碳氮共渗表面处理相比，镀层具有低且稳定的摩擦系数（０．２１０９）及较高的抗磨性能     

熔渗反应法制备金刚石/SiC复合材料

为制备金刚石/SiC复合材料,采用熔渗反应法,在真空环境和烧结温度为1 500~1 600℃的条件下进行制备。分析了复合材料的致密度、硬度和在不同温度下的干摩擦磨损性能。结果表明,熔渗反应工艺制备的复合材料致密度高,烧结温度为1 550℃时得到的复合材料的硬度最高。反应烧结金刚石/SiC复合材料常温下的耐磨损性较好,但600℃下的磨损性能显著恶化。     

含稀土铜基超细合金粉末在金刚石圆锯片上的应用研究

文章介绍了含稀土铜基超细合金粉末在金刚石圆锯片上的应用。对锯片刀头硬度进行了测试,并开展了锯片切割试验,结果表明：含稀土La和Y锯片刀头的硬度高于未添加稀土锯片（A锯片）和Co基锯片;在同一水平的锋利度方面,含La锯片使用寿命比A锯片和Co基锯片短,而含Y锯片的寿命比A锯片和Co基锯片都有不同程度的延长,切割性能改善明显。     

镀钛金刚石制备金刚石聚晶的研究

在国产六面顶高压设备上,以镀钛金刚石为原料,镍基合金为烧结助剂,采用熔渗法成功制备了金刚石聚晶（PCD）,通过扫描电镜（SEM）、X射线衍射（XRD）、拉曼光谱（Raman）等测试方法,研究了不同烧结压力和温度对镀钛金刚石聚晶组织形貌的影响,与普通金刚石聚晶进行了物相成分及残余应力的对比分析。实验结果表明：烧结条件为5.4-5.6GPa,1350℃-1450℃下的镀钛PCD具有较高的致密性和机械性能;镀钛PCD的衍射峰中有NiMnCo、碳化钛和TiMnC化合物。镀钛PCD相比普通的PCD表面残余应力略大。     

CVD纳米金刚石涂层工具研究进展

概述了CVD纳米金刚石涂层工具的研究开发现状、存在的主要问题,重点介绍了硬质合金基体表面预处理方法及纳米金刚石生长工艺参数对CVD纳米金刚石涂层工具结构和性能的影响。其中,介绍了硬质合金基体表面预处理方法主要有酸液浸蚀去钴、施加中间过渡层、机械或等离子体处理、负偏压等;纳米金刚石生长工艺参数则主要从碳源浓度、基体温度、反应气压三方面进行了介绍;最后,对CVD纳米金刚石涂层工具发展趋势和应用前景作出了展望。     

形核密度对CVD金刚石涂层附着性能的影响

采用热丝化学气相沉积法（HFCVD）在硬质合金基体上进行金刚石的形核生长,使用扫描电镜（SEM）对金刚石涂层形核情况进行分析,研究了不同形核密度对CVD金刚石涂层附着力的影响。结果表明：当碳源浓度达到3%时,表面形核密度最高,约为107/cm2;浓度增大为4%时,形核密度降低。通过压痕实验对比分析得出形核工艺中碳源浓度为3%时沉积的金刚石涂层压痕最浅,压痕直径最小,金刚石涂层具有良好的附着性能。     

烧结温度对低温陶瓷结合剂性能的影响

文章研究了不同烧成温度下低温结合剂的烧结范围、强度、硬度,用XRD和SEM对不同烧成温度下陶瓷结合剂金刚石的结构进行了分析。结果发现：试验陶瓷结合剂在开始软化点725℃最适合陶瓷结合剂金刚石磨具的烧成,在该温度下烧成结合剂呈比较均匀的玻璃状态,对金刚石磨粒的润湿性好;在725℃烧成,结合剂的流动性为120%;结合剂试样的弯曲强度和洛氏硬度最大,分别为58．5MPa和93．5（HRA）。     

金属粉料预压块的还原处理对金刚石工具胎体性能的影响

以铁基粉末为金刚石工具胎体材料,采用＂预压-还原-热压烧结＂和＂预压-热压烧结＂工艺制备烧结体。采用氧含量测定仪检测了预压块和还原块的含氧量,采用扫描电子显微镜（SEM）观察了烧结体的微观形貌,研究了铁基粉末预压块的还原处理对胎体体积密度、洛氏硬度、抗弯强度和耐磨性等性能的影响。试验结果表明：经过还原处理后,还原块的氧含量明显降低,获得的烧结体组织更加致密,其性能也优于未处理过的。     

金刚石工具中FeNi合金替代Ni粉的应用研究（上）

为提高金刚石工具的综合性能,产品中需要添加一定比例的单质Ni粉,而近年来有色金属的价格不断上涨,导致金刚石制品的制作成本大幅度增加。以低价的Fe70Ni30合金粉部分取代单质Ni粉,在保持工具的性能不变的条件下,可大大降低产品成本。实验采用基础预合金粉JF-01（FeCu30）与羰基Ni粉、Fe70Ni30合金粉按不同比例配合使用,制备Φ105mm、Φ350mm花岗岩锯片及Φ400mm水泥锯片,考察了烧结胎体的基本性能（烧结温度、硬度、抗弯强度）,并进行了切割性能比较。结果表明,在石材锯片中Fe70Ni30可取代30%～40%的Ni粉,降低成本10%以上;在水泥锯片中可替代40%以上的Ni粉,降低成本20%以上。     

金属结合剂金刚石工具胎体耐磨性随烧结温度变化的研究

文章重点研究了一种铁基金属结合剂金刚石工具胎体耐磨性随烧结温度升高的变化规律。通过对胎体耐磨性、硬度、抗弯强度、抗冲击强度等一系列物理性能指标的测定,以及利用该胎体制成的锯片做对比试切试验结果分析,得出以下结论：（1）铁基结合剂胎体耐磨性随温度的升高呈现3个阶段的规律变化;（2）测定出了耐磨性最佳时烧结温度范围。将该项研究成果应用于生产中可以大幅度地降低金属结合剂金刚石工具的单位产出能耗,符合国家节能减排的经济增长方式。     

金刚石工具中FeNi合金替代Ni粉的应用研究（下）

为提高金刚石工具的综合性能,产品中需要添加一定比例的单质Ni粉,而近年来有色金属的价格不断上涨,导致金刚石制品的制作成本大幅度增加。以低价的Fe70Ni30合金粉部分取代单质Ni粉,在保持工具的性能不变的条件下,可大大降低产品成本。实验采用基础预合金粉JF-01（FeCu30）与羰基Ni粉、Fe70Ni30合金粉按不同比例配合使用,制备Φ105mm、Φ350mm花岗岩锯片及Φ400mm水泥锯片,考察了烧结胎体的基本性能（烧结温度、硬度、抗弯强度）,并进行了切割性能比较。结果表明,在石材锯片中Fe70Ni30可取代30%～40%的Ni粉,降低成本10%以上;在水泥锯片中可替代40%以上的Ni粉,降低成本20%以上。     

纳米AlN对低温陶瓷结合剂金刚石磨具结构与性能的影响

文章探讨了纳米AlN对Na2O-B2O3-SiO2硼硅酸盐玻璃体系陶瓷结合剂金刚石磨具结构与性能的影响。在不同气氛条件下烧结的陶瓷结合剂金刚石磨具试样,利用万能压力试验机、洛氏硬度计、扫描电子显微镜等仪器,测试磨具试样的抗折强度、洛氏硬度、耐磨性,以及显微结构等。结果表明：纳米AlN含量为6wt%时,结合剂的开始熔融温度为670℃,比纯结合剂低10℃,且烧结温度范围增大;在氩气气氛下烧成,金刚石磨具试样的抗折强度、洛氏硬度、耐磨性等,比在大气气氛下烧成磨具的均有所提高,其中折强度为60.46MPa,洛氏硬度为88;由SEM图谱可以看出,加入纳米AlN后,结合剂与磨粒间结合良好,且组织均匀。     

锯切用节块中镀膜金刚石的效果评价

通过测量节块抗弯强度、节块在锯切过程中的耐磨性能以及锯切力比，研究了金刚石表面镀覆Ti—Cr合金对节块性能的影响。研究表明，相对于不镀覆的金刚石，镀覆金刚石使节块的抗弯强度和耐磨性能均有不同程度的提高。但是节块的抗弯强度与耐磨度并无单调对应关系。由于金刚石表面镀覆改善了结合剂对金刚石的把持和金刚石的出露状态，切削阻力降低，切向力与法向力的比值减小。     

圆柱形衬底金刚石涂层的制备与表征研究

采用偏压增强热丝化学气相沉积法（BE—HFCVD）,以WC—Co硬质合金圆柱体为衬底沉积金刚石薄膜。研究了提高金刚石薄膜形核密度和涂层附着力的新型复合衬底预处理方法,研究结果表明。采用新型复合衬底预处理工艺后,衬底表面凸凹不平,粗糙度达到366nm,相比未采用预处理工艺的表面粗糙度94．5nm,可以大大提高金刚石形核密度,并且处理后钻的成分含量从6％减低到0．4％,在很大程度上提高了金刚石涂层与衬底之间的附着强度。研究结果还表明制备的金刚石涂层均匀且具有较好的表面质量。     

含硼金属包覆膜的物相结构与含硼金刚石的生成

使用以FeB为硼源的含硼粉末冶金铁基触媒,在六面顶压机上高温高压合成含硼金刚石单晶。金相观察发现,金刚石金属包覆膜由粗大的板条状渗碳体和细密的莱氏体共晶组织构成。X射线衍射（XRD）发现,金属包覆膜的物相组成为（Fe,Ni）3C、（Fe,Ni）3（C,B）、石墨（Gr）以及γ-（Fe,Ni）（A）。使用透射电镜（TEM）在包覆膜中发现了颗粒状的Fe3（C,B）,条状的γ-（Fe,Ni）和颗粒状的Fe23（C,B）6。电子探针分析（EPMA）结果表明,硼元素在包覆膜中存在浓度梯度,越接近含硼金刚石,硼元素的含量越高。分析认为,高温高压下硼是以铁-碳-硼化合物的形式通过金属包覆膜向金刚石晶体扩散的,Fe3（C,B）或（Fe,Ni）3（C,B）极有可能是含硼金刚石生长的直接碳源和硼源。